CC BY
58
Вестник ДВО РАН. 2017. № 3
УДК 631.82:633.1 ДВ
ТА. АСЕЕВА, НЕ. САВЧЕНКО, А.А. СУНЯЙКИН
Повышение окупаемости минеральных при возделывании зерновых культур в условиях Среднего Приамурья
Для почвенно-климатическихусловий Среднего Приамурья разработаны способы повышения использования растениями зерновых культур элементов питания. Установлено, что росту эффективности применяемых удобрений способствует их внесение после органической, известковой и органо-известковой обработки почв. При этом окупаемость 1 кг действующего вещества туков в посевах овса повышается на 17,2—71,3 %, яровой пшеницы — на 5,5—18,7 %. Применение средств защиты от болезней в посевах яровой пшеницы повысило окупаемость действующего вещества минеральных туков на 20,3—52,5 %о. Комплексное применение средств химизации позволяет на 1 кг действующего вещества минеральных туков получить дополнительно 13,5 кг зерна яровой пшеницы и 21,4 кг овса.
Ключевые слова: яровая пшеница, овес, минеральные удобрения, химические средства защиты, биологические препараты, урожайность, прибавка урожая, окупаемость минеральных удобрений, Среднее Приамурье.
Methods of increasing the financial return from mineral fertilizers at grain crops cultivation in the conditions of the Middle Amur River Region. T.A. ASEEVA, N.E. SAVCHENKO, A.A. SUNYAYKIN (Far Eastern Research Institute of Agriculture, Khabarovsky Krai, Vostochny-1 village).
For soil and climatic conditions of the Middle Amur River Region the ways on how to improve the usage of nutrients by grain crops were developed. It was found that the increase in the efficiency of the applied fertilizers was affected by their use after the organic, lime and lime-organic fertilization. In this case the financial return from 1 kg active ingredient of mineral fertilizers in the oat crops is increased by 17.2—71.3 %, in spring wheat crops — by 5.5—18.7 %. Protective measures against diseases in spring wheat crops increased the return from mineral fertilizers active ingredients by 20.3—52.5 %. Complex application of chemicals makes it possible to get additional 13.5 kg of spring wheat and 21.4 kg of oats grain on each invested 1 kg active ingredient of mineral fertilizers.
Key words: spring wheat, oats, mineral fertilizers, chemical protective measures, biological preparations, productivity, yield increase, financial return from mineral fertilizers, the Middle Amur River Region.
В настоящее время резкое удорожание стоимости минеральных удобрений ставит вопрос о более экономном их расходовании при сохранении эффективности применения. Окупаемость минеральных удобрений в значительной степени определяется технологией возделывания сельскохозяйственной культуры, которая включает в себя выбор сортов интенсивного типа, а также интегрированную систему защиты растений от вредителей, болезней и сорной растительности. Комплексное применение минеральных удобрений и средств защиты растений способствует более полному использованию продуктивного потенциала сортов интенсивного типа [10].
*АСЕЕВА Татьяна Александровна - доктор сельскохозяйственных наук, директор, САВЧЕНКО Наталья Евгеньевна - научный сотрудник, СУНЯЙКИН Александр Андреевич - заведующий отделом (Дальневосточный научно-исследовательский институт сельского хозяйства, Хабаровский край, пос. Восточный-1). *Е-таП: [email protected]
удобрений
Степень окупаемости минеральных удобрений зависит также от структуры севооборота и объемов применения удобрений. Установлено, что в севооборотах с клевером окупаемость удобрений выше, чем в севооборотах с тимофеевкой [4]. На эффективность азотных удобрений большое влияние оказывают также агрохимические свойства почвы. В опыте с озимой пшеницей на дерново-подзолистой почве от внесения N при содержании в почве минерального азота 80 кг/га прибавка урожая составила 11,0, при 80-100 кг/га - 4,2, а при 100-130 кг/га - 0,6 ц/га [6]. Повышение содержания подвижного фосфора от среднего до высокого уровня увеличивало окупаемость азотных удобрений примерно на 25 %. Увеличение в почве содержания легкогидролизуемого азота, наоборот, влекло за собой снижение окупаемости азотных удобрений в 1,6-1,8 раза [11].
Действие фосфорных удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур зависит в первую очередь от содержания подвижных фосфатов в почве. По данным Всероссийского НИИ удобрений и агропочвоведения (г. Москва), с увеличением содержания подвижного фосфора в дерново-подзолистой почве с 30 до 140 мг/кг урожайность озимой пшеницы без внесения удобрений возрастала с 19,0 до 42,2 ц/га, а прибавка урожая от внесения фосфорных удобрений в дозе Р60 уменьшалась с 8,5 до 2,3 ц/га, окупаемость удобрений прибавкой урожая - соответственно с 6,0 до 1,8 кг [9]. Аналогичные данные были получены по озимой ржи, яровой пшенице, ячменю [1].
Рост содержания подвижного калия в почве влечет за собой повышение урожайности возделываемых культур и снижает окупаемость калийных удобрений. Увеличение содержания в дерново-подзолистой почве подвижного калия со среднего до высокого уровня дает прирост урожайности зерновых культур до 7,0 ц/га. Окупаемость калийных удобрений при этом сокращается в 3-4 раза [7].
Большое влияние на урожайность сельскохозяйственных культур и эффективность минеральных удобрений оказывает реакция почвенной среды. Снижение кислотности почв путем известкования на 30-40 % повышает отдачу от применяемых удобрений. Известкование кислых почв улучшает условия азотного питания растений и в 2,5 раза повышает коэффициент использования азота из минеральных удобрений [5]. Изменение реакции почвенной среды способствует и более эффективному использованию фосфорных удобрений: на выщелоченном черноземе снижение рН на 1 единицу удваивает прибавку урожая озимой пшеницы от внесения 60 кг/га фосфорных удобрений [3]. Действие калия на урожайность зерновых культур увеличивается по мере роста рН [8].
Исходя из сказанного цель нашего исследования - разработать способы повышения использования растениями яровой пшеницы и овса элементов питания из почвы и повысить окупаемость минеральных удобрений прибавкой зерна. Для реализации поставленной цели были решены следующие задачи:
определено влияние систем удобрений и степени обеспеченности почвы элементами минерального питания на окупаемость минеральных удобрений прибавкой зерна овса и яровой пшеницы;
изучено влияние средств защиты растений от болезней и сорной растительности на реализацию продуктивных качеств сортов зерновых культур, рост урожайности и окупаемость минеральных удобрений прибавкой зерна.
Материалы и методы
Исследования проводились в 2011-2016 гг. в полевом и зерно-соевом севооборотах. Почва лугово-бурая оподзоленно-глеевая, типичная для Среднего Приамурья, характеризуется низкой обеспеченностью подвижными фосфатами и высоким содержанием обменного калия.
В стационарных опытах изучались эффективность минеральной системы удобрений, в том числе в сочетаниях с органической и известковой системами в последействии (п/д),
а также действие возрастающих доз азотных удобрений при разных уровнях обеспеченности почв подвижным фосфором и калием.
В опытах со средствами защиты растений семена перед посевом обрабатывали путем их увлажнения из расчета 10 л/т. В период вегетации растения опрыскивали ручным опрыскивателем из расчета 400-500 л/га.
В опытах с комплексным применением средств химизации посевы овса и яровой пшеницы в фазу кущения в целях борьбы с сорной растительностью опрыскивали гербицидом «Магнум, ВДГ» из расчета 10 г/га. Посевы овса в фазу кущения и трубкования обрабатывались баковой смесью из расчета «Спартан» 0,1 л/га + «Нутри-Файт, РК» 0,5 л/га. Семена пшеницы перед посевом опрыскивали препаратом «Виал ТТ, ВСК» из расчета 0,4 л/т семян, и в фазу кущения посевы обрабатывали препаратами согласно схеме, представленной в табл. 3.
Все учеты и наблюдения проводили по общепринятым методикам. Математическую обработку результатов исследований осуществляли методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову [6] с использованием компьютерной программы. Окупаемость минеральных удобрений прибавкой урожая рассчитывали по методике, разработанной В.Г. Сычевым с соавторами [10].
Агрометеорологические условия в годы проведения опытов были разнообразными, довольно полно отражали особенности региона, что позволяет считать достоверной оценку влияния предлагаемых приемов на урожайность изучаемых культур и окупаемость минеральных удобрений прибавкой зерна.
Результаты исследований
Реализация продуктивных качеств изучаемых зерновых культур в сложных гидротермических и почвенных условиях зависит от уровня комфортности и степени соответствия окружающей среды биологическим особенностям культуры. Важный фактор повышения урожайности - создание оптимального питательного режима почвы за счет научно обоснованного применения минеральных удобрений.
Результаты изучения влияния длительного применения различных систем удобрений на урожайность зерновых культур свидетельствуют о том, что в условиях Среднего Приамурья наименее требовательной к почвенному плодородию культурой является овес. За годы исследований урожайность овса сорта Премьер на поле, где с 1963 г. не вносились минеральные удобрения (контроль), составила в среднем 24,7 ц/га (табл. 1).
Применение минеральной системы удобрения в дозе ^0Р30К30 повысило урожайность овса на 42,1 % по сравнению с контрольным вариантом, окупаемость 1 кг действующего вещества туков составила 8,7 кг зерна. Росту эффективности применяемых удобрений способствовало их применение после внесения в почву органических, известковых и ор-гано-известковых удобрений. В этом случае применение 1 кг действующего вещества минеральных туков позволило получить дополнительно 10,2-14,9 кг зерна (табл. 1, опыт 1).
Увеличение дозы азотных удобрений в опыте 2 с до и на фоне Р30К30 повышает урожайность овса на 16,2-54,0 % по сравнению с контрольным вариантом. Окупаемость удобрений при этом возрастает в 2,5 раза. Следует отметить, что увеличение дозы азотных удобрений не повышает их окупаемость.
Снижение эффективности возрастающих доз азотных удобрений и окупаемости их прибавкой зерна наблюдается и при увеличении подвижных форм фосфора в почве.
Яровая пшеница предъявляет повышенные требования к плодородию почвы. Урожайность пшеницы без применения удобрений (контроль) в годы исследований была фактически в 2 раза ниже урожайности овса. Улучшение питательного режима посевов яровой пшеницы за счет применения различных систем удобрений обеспечило урожайность в пределах 15,6-25,8 ц/га. Максимальная продуктивность яровой пшеницы, как и овса, отмечена при
Таблица 1
Эффективность минеральных удобрений при возделывании овса сорта Премьер (в среднем за 2011—2013 гг.)
Опыт, вариант Кол-во действующего вещества удобрения, кг/га Урожайность, ц/га Прибавка урожая, ц/га Окупаемость, кг
Опыт 1
1. Контроль 2. ТФК по 100 т/га (п/д) - О 3. ^0Р30К30 - М 120 24,7 29,4 35,1 4,7 10,4 8,7
4. Са по 2,25 г.к. (п/д) - И - 27,4 3,0 -
5. О + М 6. О + И 7. И + М 120 120 37,0 29,4 40,0 12,3 4,7 15,3 10,2 12,8
8. О + И + М 120 42,6 17,9 14,9
НСР0,5 3,8
Опыт 2
1. Са по 2,25 г.к. - фон - 27,2 - -
2. фон + М30р30к30 90 31,6 4,4 4,9
3. фон + М45р30к30 105 41,0 13,8 13,1
4. фон + Мб0Р30К30 120 41,9 14,7 12,2
5. фон + М30Р60К30 120 39,1 11,9 9,9
6. фон + М45Р60К30 135 37,5 10,3 7,6
7. фон + М60р60к30 150 37,0 9,8 7,9
8. фон + М60р60к60 180 35,4 8,2 4,6
НСР0,5 4,1
внесении минеральных удобрений по последействию органических, известковых и органо-известковых удобрений (табл. 2, опыт 1). При этом на 1 кг действующего вещества дополнительно получено 9,1-10,8 кг зерна.
Улучшение обеспеченности почв минеральным азотом за счет применения возрастающих доз азота с до и при низких содержаниях подвижных фосфора и калия увеличило урожайность яровой пшеницы по сравнению с контрольным вариантом на 24,8; 33,5 и 50,0 % соответственно (табл. 2, опыт 2). При этом увеличение дозы азота на каждые 15 кг д. в. повышало эффективность от их применения на 8,6 и 10,7 % соответственно. С улучшением обеспеченности почв подвижным фосфором эффективность от возрастающих доз азотных удобрений снижается. Максимальную окупаемость 1 кг действующего вещества туков дают минеральные удобрения в дозе ^0Р30К30. С увеличением количества вносимых минеральных туков окупаемость удобрения (количество полученного зерна на каждый килограмм действующего вещества удобрения) снижалась.
Азотные и фосфорные элементы питания имеют тесную связь. Недостаток или избыток фосфора по отношению к азоту приводят к серьезному нарушению белкового обмена. Благодаря улучшению фосфорного питания усиливается поступление азота в растение. В посевах яровой пшеницы с увеличением обеспеченности фосфором снижается потребность в азотных удобрениях. На фоне Р30 наибольшую прибавку урожая по сравнению с контрольным вариантом дают азотные удобрения в дозе (50,0 %), на фоне Р57 - удобрения в дозе N (50,9 %). Максимальная окупаемость 1 кг действующего вещества прибавкой урожая получена при использовании минеральных удобрений в дозе ^0Р30К30. Она составила 8,9 кг.
Эффективность минеральных удобрений в значительной степени определяется фи-тосанитарным состоянием посевов. В максимальной степени это проявляется в посевах
Таблица 2
Влияние минеральных удобрений на урожайность яровой пшеницы сорта Хабаровчанка и окупаемость удобрений (в среднем за 2014—2016 гг.)
Опыт, вариант Кол-во действующего вещества удобрения, кг/га Урожайность, ц/га Прибавка урожая, ц/га Окупаемость, кг
Опыт 1
1. Контроль - 12,8 - -
2. ТФК по 100 т/га (п/д) - О - 15,6 2,8 -
3. ^0Р30К30 - М 120 23,7 10,9 9,1
4. Са по 2,25 г.к. (п/д) - И - 18,2 5,4 -
5. О + М 120 25,8 13,0 10,8
6. О + И - 19,7 6,9 -
7. И + М 120 24,3 11,5 9,6
8. О + И + М 120 25,4 12,6 10,5
НСР0,5 2,5
Опыт 2
1. Са по 2,25 г.к. - фон - 21,4 - -
2. фон + М30Р30К30 90 26,7 5,3 5,9
3. фон + М45р30К30 105 29,0 7,6 7,2
4. фон + N„1^ 120 32,1 10,7 8,9
5. фон + КМР„К„ 134 26,3 4,9 3,6
6. фон + М45Р57К57 159 32,3 10,9 6,9
7. фон + К„Р„К„ 174 29,8 8,9 4,7
8. фон + М39Р57К57 153 30,3 8,9 5,8
НСР0,5 2,6
Таблица 3
Влияние средств защиты на урожайность пшеницы яровой сорта Хабаровчанка и окупаемость минеральных удобрений (опыт 1, в среднем за 2014—2016 гг.)
Вариант Кол-во действующего вещества удобрения, кг/га Урожайность, ц/га Прибавка урожая, ц/га Окупаемость, кг
фон + М30Р30К30 - 21,5 - -
Виал ТТ, ВСК (0,4 л/т) - Эталон 90 25,7 4,2 4,7
Лигногумат, РП (100 г/га) 90 28,5 7,0 7,8
Абакус, СЭ (1,5 л/га) 90 27,9 6,4 7,1
Рекс Дуо, КС (0,6 л/га) 90 25,9 4,4 4,9
Альбит, ТПС (40 мл/га) 90 28,5 7,0 7,8
ДВ-47-4 + Колосаль, КЭ (0,5 л/га) 90 28,2 6,7 7,4
Экстрасол, Ж (2,0 л/га) 90 29,6 8,1 9,0
НСР0 5 5,0
яровой пшеницы. В нестабильных гидротермических условиях Приамурья наиболее вредоносными болезнями яровой пшеницы являются корневые гнили, темно-бурая пятнистость (гельминтоспориоз), фузариоз колоса и «черный зародыш» зерна. Быстрому распространению болезней способствуют пониженные температуры воздуха и обильные осадки в фазу кущения пшеницы. Сухая и жаркая погода в критический для заражения период снижает степень распространения патогенов и заражения растений. Ранее
Таблица 4
Окупаемость минеральных удобрений прибавкой урожая при комплексном использовании средств химизации
Вариант Кол-во действующего вещества удобрения, кг/га Урожайность, ц/га Прибавка урожая, ц/га Окупаемость, кг
Яровая пшеница сорта Хабаровчанка
Контроль - 16,9
^2Р32К32 96 29,9 13,0 13,5
ЧАЛ» 180 26,5 9,6 5,3
Овес сорта Премьер
Контроль - 26,8
48 37,1 10,3 21,4
^2Р32К32 96 41,3 14,5 15,1
проведенными исследованиями установлена тесная корреляционная зависимость урожая зерна от поражения пшеницы корневыми гнилями и темно-бурой пятнистостью - г = 0,82 и г = 0,9 соответственно [2]. Предпосевное протравливание семян снижает интенсивность развития болезни в 3,5-5 раз. Наиболее эффективно семенную и почвенную инфекцию возбудителей корневых гнилей подавляют препараты «Экстрасол» и «Виал ТТ, ВСК», в том числе в комплексе с «Абакусом» и «Рексом». Фитосанитарное состояние посевов оказывает значительное влияние на использование растениями элементов минерального питания, продуктивность и урожайность пшеницы (табл. 3).
Применение минеральных удобрений в дозе ^0Р30К30 обеспечило получение 26,7 ц/га зерна яровой пшеницы (табл. 2, опыт 2) и на 1 кг действующего вещества дополнительно было получено 5,9 кг зерна. Применение же средств защиты повысило окупаемость применения минеральных удобрений на 20,3-52,5 %.
Комплексное применение средств химизации позволяет уменьшить дозы минеральных удобрений и повысить отдачу от внесенных минеральных туков (табл. 4).
Улучшение фитосанитарного состояния посевов позволило достичь максимальной эффективности от применения минеральных удобрений. Так, внесение минеральных удобрений под яровую пшеницу в дозе ^2Р32К32 обеспечило рост урожайности зерна на 76,9 % и окупаемость действующего вещества минеральных туков до 13,5 кг зерна.
Комплексное применение минеральных удобрений и средств защиты растений в посевах овса способствует более полному использованию продуктивного потенциала сорта Премьер. Внесение минимальной дозы удобрения ^6Р16К16 дало дополнительно 10,3 ц/га зерна и повысило окупаемость минеральных туков до 21,4 кг. Увеличение дозы удобрений в 2 раза привело к незначительному росту урожайности и снижению эффективности удобрения.
Заключение
Росту эффективности минеральных удобрений в сложных почвенно-климати-ческих условиях Среднего Приамурья способствует их применение по последействию органических, известковых или органо-известковых систем удобрений. Окупаемость 1 кг действующего вещества туков по сравнению с минеральной системой удобрений в посевах овса повышается на 17,2-71,3 %, в посевах яровой пшеницы - на 5,5-18,7 %. Применение средств защиты от болезней в посевах яровой пшеницы повышает окупаемость минеральных удобрений на 20,3-52,5 %. Комплексное применение средств химизации позволяет на каждый затраченный килограмм действующего вещества минеральных туков получить дополнительно 13,5 кг зерна яровой пшеницы и 21,4 кг зерна овса.
ЛИТЕРАТУРА
1. Аристархов А.Н. Оптимизация питания растений и применения удобрений в агроэкосистемах / под ред. акад. РАСХН В.Г. Минеева. М.: ЦИНАО, 2000. 524 с.
2. Асеева Т.А., Золотарева Е.В., Савченко Н.Е. Эффективность средств борьбы с грибной инфекцией яровой пшеницы // Вестн. РАСХН. 2014. № 5. С. 48-51.
3. Державин Л.М. Применение минеральных удобрений в интенсивном земледелии. М.: Колос, 1992. 272 с.
4. Завалин А.А., Алметов Н.С., Чернова Л.С. Эффективность использования минеральных удобрений и биопрепаратов в зернотравяных севооборотах // Агрохимия. 2014. № 9. С. 35-47.
5. Кореньков Д.А. Агроэкологические аспекты применения азотных удобрений. М.: Агроконсалт, 1999. 296 с.
6. Милащенко Н.З., Панников В.Д., Кореньков Д.А. и др. Расширенное воспроизводство плодородия почв в интенсивном земледелии Нечерноземья. М.: ВИУА, 1993. 864 с.
7. Минеев В.Г Агрохимия и экологические функции калия. М.: Изд-во МГУ, 1999. 332 с.
8. Прокошев В.В., Дерюгин И.П. Калий и калийные удобрений. М.: Ледум, 2000. 185 с.
9. Сушеница Б.А. Фосфатный уровень почв и его регулирование. М.: Колос, 2007. 376 с.
10. Сычев В.Г, Завалин А.А., Шафран С.А. и др. Методика разработки нормативов окупаемости минеральных удобрений прибавкой урожайности сельскохозяйственных культур. М.: ВНИИА, 2009. 48 с.
11. Шафран С.А., Козеичева Е.С., Швыркина С.В. Эффективность применения азотных удобрений под картофель в Нечерноземной зоне на почвах с различными агрохимическими свойствами // Агрохимия. 2015. № 2. С. 23-32.
